JPH0791107A - Vibration-damping apparatus - Google Patents
Vibration-damping apparatusInfo
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- JPH0791107A JPH0791107A JP23394893A JP23394893A JPH0791107A JP H0791107 A JPH0791107 A JP H0791107A JP 23394893 A JP23394893 A JP 23394893A JP 23394893 A JP23394893 A JP 23394893A JP H0791107 A JPH0791107 A JP H0791107A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は制振装置に係り、特に付
加質量を変位させて構造物の振動を制振する構成とした
制振装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vibration damping device, and more particularly to a vibration damping device having a structure for damping vibration of a structure by displacing an additional mass.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えばビル等の構造物においては地震あ
るいは風圧等による振動を制振するための制振装置が設
けられている。この種の制振装置では、主にビルの質量
に応じた所定の重量を有する付加質量を、ビルの振動状
態に応じて変位させる動吸振器を動作させてビルで発生
した振動を制振するようになっている。2. Description of the Related Art For example, a structure such as a building is provided with a vibration damping device for damping vibrations caused by an earthquake or wind pressure. In this type of vibration damping device, the vibration generated in the building is damped by operating a dynamic vibration absorber that displaces an additional mass having a predetermined weight mainly depending on the mass of the building according to the vibration state of the building. It is like this.
【０００３】従来の制振装置としては、例えば付加質量
をリニアベアリング等により摺動自在に支持するととも
に、付加質量に螺合するボールネジ等の伝達機構をモー
タ等により駆動し、付加質量が水平方向に往復動される
よう構成された動吸振器を有する装置が考えられてい
る。As a conventional vibration damping device, for example, an additional mass is slidably supported by a linear bearing or the like, and a transmission mechanism such as a ball screw that is screwed into the additional mass is driven by a motor or the like so that the additional mass is horizontal. Devices having a dynamic vibration absorber configured to be reciprocally moved have been considered.
【０００４】そして、動吸振器はビルの変位及び速度に
応じた制御量を演算する制御装置からの駆動信号により
モータを駆動制御され、付加質量を移動させる。The dynamic vibration absorber drives and controls the motor by a drive signal from a control device which calculates a control amount according to the displacement and speed of the building, and moves the additional mass.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかるに、従来は地震
発生後、ビルが振動してから、ビルの変位及び速度に応
じて付加質量を移動させており、しかも、従来はビルの
変位及び速度に応じた制御量を演算するための制振制御
系のフィードバックゲイン（以下、単にゲインと称す
る）が一定であるので、例えばビルに風圧が作用するゆ
っくりとした揺れのときも、地震発生時の急激な振動の
ときも同一のゲインで動吸振器が制御されることにな
る。そのため、例えば風圧による比較的小さな振動のと
きは、付加質量が移動しないため充分な制振効果が得ら
れず、又地震発生時のような大きな振動が急激に入力さ
れたときは、付加質量が大きな駆動力により急激に移動
するため、付加質量がストローク端のリミットスイッチ
に当接してオンに切換えてしまい、動吸振器は電源オフ
状態となり、制振不可能となってしまう。又、地震発生
時、付加質量がリミットスイッチをオンとした後、スト
ッパに衝突して、ビルに付加質量の衝突による衝撃が伝
わり不快感を与えてしまうといった問題がある。However, in the past, after a building vibrates after an earthquake occurs, the additional mass is moved according to the displacement and speed of the building. Since the feedback gain (hereinafter simply referred to as the gain) of the vibration suppression control system for calculating the control amount according to the constant is constant, even when the building is subject to wind pressure and slow swaying Even in the case of various vibrations, the dynamic vibration absorber is controlled with the same gain. Therefore, for example, when the vibration is comparatively small due to wind pressure, the added mass does not move, so a sufficient damping effect cannot be obtained, and when a large vibration is suddenly input such as when an earthquake occurs, the added mass is Since the additional mass abruptly moves due to a large driving force, the additional mass comes into contact with the limit switch at the stroke end and is switched on, and the dynamic vibration absorber is in a power-off state, and vibration cannot be suppressed. Further, when an earthquake occurs, there is a problem that after the additional mass turns on the limit switch, the additional mass collides with the stopper, and the impact due to the collision of the additional mass is transmitted to the building, which causes discomfort.
【０００６】そこで、本発明は上記課題を解決した制振
装置を提供することを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to provide a vibration damping device that solves the above problems.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上記請求項１の発明は、
構造物の振動を検出するセンサ及び地表の振動を検出す
るセンサからの検出信号及び設定されたフィードバック
ゲインに基づいて駆動信号を生成し、該駆動信号により
アクチュエータを駆動して付加質量を移動させ、該構造
物の振動を制振する制振装置において、複数のフィード
バックゲインを記憶する記憶手段と、前記センサの出力
に基づいて、該フィードバックゲインを変更するか否か
を判断する判断手段と、該判断手段によりフィードバッ
クゲインの変更が必要と判断されたとき、前記記憶手段
よりフィードバックゲインを読み込み、該フィードバッ
クゲインを切り換え設定するフィードバックゲイン切換
手段と、を備えてなることを特徴とする。The invention according to claim 1 is
A drive signal is generated based on a detection signal and a feedback gain set from a sensor that detects the vibration of the structure and a sensor that detects the vibration of the ground surface, and the actuator is driven by the drive signal to move the additional mass, In a vibration damping device for damping the vibration of the structure, a storage unit that stores a plurality of feedback gains, a determination unit that determines whether or not to change the feedback gains based on the output of the sensor, When it is judged by the judging means that the feedback gain needs to be changed, the feedback gain is read from the storing means, and the feedback gain switching means for switching and setting the feedback gain is provided.
【０００８】又、請求項２の発明は、前記フィードバッ
クゲイン切換手段が、地表の振動または構造物の振動に
応じたフィードバックゲインに切り換えることを特徴と
する。Further, the invention of claim 2 is characterized in that the feedback gain switching means switches to a feedback gain according to the vibration of the ground surface or the vibration of the structure.
【０００９】又、請求項３の発明は、前記フィードバッ
クゲイン切換手段が、地表の振動に応じた最適ゲイン
と、前記構造物の最上階の振動に応じた最適ゲインのう
ち前記付加質量の変位が小さくなる方のゲインに切り換
えることを特徴とする。According to a third aspect of the present invention, the feedback gain switching means sets the displacement of the additional mass between the optimum gain according to the vibration of the ground surface and the optimum gain according to the vibration of the uppermost floor of the structure. It is characterized by switching to a smaller gain.
【００１０】[0010]
【作用】上記請求項１によれば、判断手段がフィードバ
ックゲインの変更が必要と判断したとき、記憶手段に記
憶された複数のフィードバックゲインのなかから別のフ
ィードバックゲインを読み取り、このフィードバックゲ
インを設定することにより、外乱の大きさに応じて制御
可能なフィードバックゲインに変更して付加質量をスト
ッパに衝突させずに制振動作を行える。According to the above claim 1, when the judging means judges that the feedback gain needs to be changed, another feedback gain is read from the plurality of feedback gains stored in the storing means, and this feedback gain is set. By doing so, it is possible to perform a damping operation without changing the feedback gain to a controllable gain according to the magnitude of the disturbance and causing the additional mass to collide with the stopper.
【００１１】又、請求項２によれば、地表の振動または
構造物の振動に応じたフィードバックゲインに切り換え
ることにより、より最適値に近いフィードバックゲイン
を設定し、且つ付加質量をストッパに衝突させずに制振
動作を行える。According to the second aspect of the invention, the feedback gain is set to a value closer to the optimum value by switching to the feedback gain according to the vibration of the ground surface or the vibration of the structure, and the additional mass does not collide with the stopper. Vibration control operation can be performed.
【００１２】又、請求項３によれば、地表の振動に応じ
た最適ゲインと、構造物の最上階の振動に応じた最適ゲ
インのうち付加質量の変位が小さくなる方のゲインを設
定することにより、より最適値に近いフィードバックゲ
インを設定し、且つ付加質量をストッパに衝突させずに
制振動作を行える。According to claim 3, the optimum gain according to the vibration of the ground surface and the optimum gain according to the vibration of the uppermost floor of the structure, whichever has a smaller displacement of the additional mass, are set. As a result, a feedback gain closer to the optimum value can be set, and the damping operation can be performed without causing the additional mass to collide with the stopper.
【００１３】[0013]
【実施例】図１乃至図４に本発明になる制振装置の一実
施例を示す。1 to 4 show an embodiment of a vibration damping device according to the present invention.
【００１４】各図中、制振装置１は、大略、構造物とし
てのビル２の屋上に設置された動吸振器３が制御回路４
からの制御信号により制振動作してビル２の水平方向の
振動を制振する。In each of the drawings, the vibration damping device 1 includes a dynamic vibration reducer 3 installed on the roof of a building 2 as a structure, which is a control circuit 4.
The vibration is controlled by a control signal from the building 2 to suppress the horizontal vibration of the building 2.
【００１５】動吸振器３は図２，図３に示す如くビル２
の屋上に設置された基台５上に付加質量６がＸ方向に摺
動する構成であり、付加質量６はビル２の総質量に対し
約０．５％程度の質量を有し、例えば５〜１０ｔ程度の
重量を有する。そのため、付加質量６は基台５上のリニ
アベアリング７により摺動自在を支持されている。The dynamic vibration reducer 3 is a building 2 as shown in FIGS.
The additional mass 6 slides in the X direction on the base 5 installed on the rooftop of the building 2. The additional mass 6 has a mass of about 0.5% with respect to the total mass of the building 2, for example, 5 It has a weight of about 10 tons. Therefore, the additional mass 6 is slidably supported by the linear bearing 7 on the base 5.
【００１６】又、基台５上にはアクチュエータとしての
ＡＣサーボモータ（以下モータと言う）８、電磁ブレー
キ９が設けられており、モータ８の出力軸８ａはカップ
リング１０を介して軸受１１，１２に軸承されたボール
ねじ１３に結合されている。ボールねじ１３は付加質量
６に螺合して貫通している。従って、付加質量６はボー
ルねじ１３の回転により基台５の凹部５ａ内を移動す
る。An AC servomotor (hereinafter referred to as a motor) 8 as an actuator and an electromagnetic brake 9 are provided on the base 5, and an output shaft 8a of the motor 8 is provided with a bearing 11 via a coupling 10. It is connected to a ball screw 13 which is supported by 12. The ball screw 13 is screwed into the additional mass 6 and penetrates it. Therefore, the additional mass 6 moves in the recess 5 a of the base 5 by the rotation of the ball screw 13.
【００１７】風圧又は地震発生によりビル２が振動する
と、制御回路４は後述するように振動の大きさに応じた
制御量を演算して動吸振器３のモータ８へ駆動信号を出
力する。モータ８は駆動信号の供給によりボールねじ１
３を回転させ、付加質量６をＸ方向（振動方向）に移動
させる。このとき、発生する付加質量６の慣性力の反作
用によりビル２の振動が制振される。When the building 2 vibrates due to wind pressure or an earthquake, the control circuit 4 calculates a control amount according to the magnitude of the vibration and outputs a drive signal to the motor 8 of the dynamic vibration reducer 3 as described later. The motor 8 supplies the drive signal to the ball screw 1
3 is rotated to move the additional mass 6 in the X direction (vibration direction). At this time, the reaction of the generated inertial force of the additional mass 6 suppresses the vibration of the building 2.
【００１８】尚、電磁ブレーキ９は制振モード時オフ状
態であり、電源をオフにされた停止モード時にボールね
じ１３を回転不可状態に制動する。The electromagnetic brake 9 is in the off state in the vibration damping mode, and brakes the ball screw 13 in the non-rotatable state in the stop mode in which the power is turned off.
【００１９】ビル２の例えば１階（地表），５階，１０
階，１５階の複数階には、ビル２の振動を検出するセン
サ１５ａ〜１５ｄが設置されている。尚、振動を検出す
るセンサ１５ａ〜１５ｄにより検出するものとしては、
ビル２の変位，速度又は加速度が考えられ、これらのう
ち少なくとも一つを検出できれば良いか、本実施例で
は、ビル２の変位を求める変位センサが設けられている
ものとして説明する。Building 1, for example, 1st floor (ground), 5th floor, 10
Sensors 15a to 15d that detect the vibration of the building 2 are installed on a plurality of floors, namely the 15th floor. In addition, what is detected by the sensors 15a to 15d for detecting vibration is as follows.
The displacement, speed, or acceleration of the building 2 may be considered, and at least one of these may be detected. In this embodiment, a displacement sensor for determining the displacement of the building 2 will be described.
【００２０】又、１５階建てのビル２の屋上には風速
（Ｖ）を計測する風速計１６が設置され、動吸振器３に
は付加質量６の変位、速度及び加速度を検出するセンサ
１８が設けられている。センサ１５ａ〜１５ｄ及びセン
サ１８からの各検出信号はサーボアンプ１９ａ〜１９ｅ
により増幅されて制御回路４に入力される。An anemometer 16 for measuring the wind speed (V) is installed on the roof of the 15-story building 2, and a sensor 18 for detecting the displacement, speed and acceleration of the additional mass 6 is installed on the dynamic vibration absorber 3. It is provided. The detection signals from the sensors 15a to 15d and the sensor 18 are servo amplifiers 19a to 19e.
Is amplified by and input to the control circuit 4.
【００２１】又、風速計１６からの検出信号はアンプ２
１で増幅されて制御回路４に入力される。The detection signal from the anemometer 16 is sent to the amplifier 2
It is amplified by 1 and input to the control circuit 4.
【００２２】２２は地表の振動を検出するための地震計
で、地面を伝播する縦方向の地震波（Ｐ波）及び横方向
の地震波（Ｓ波）を検出するように地面に埋没されてい
る。尚、地震発生時地震計２２からの検出信号はアンプ
２３で増幅されて制御回路４に入力される。Reference numeral 22 is a seismometer for detecting vibrations on the ground surface, which is buried in the ground so as to detect a longitudinal seismic wave (P wave) and a lateral seismic wave (S wave) propagating on the ground. The detection signal from the seismograph 22 when an earthquake occurs is amplified by the amplifier 23 and input to the control circuit 4.
【００２３】制御回路４は、入力部としてのＡ／Ｄ変換
器２４、動吸振器３への制御量を演算するＣＰＵ２５、
出力部としてのＤ／Ａ変換器２６、Ｉ／Ｏインタフェー
ス回路２７を有する。Ａ／Ｄ変換器２４はセンサ１５ａ
〜１５ｄから出力されたビル２及び付加質量６の変位，
速度，加速度のアナログ信号をデジタル信号に変換して
ＣＰＵ２５に出力する。又、Ａ／Ｄ変換器２４には風速
計１６及び地震計２２からの検出信号も入力されてお
り、これらの検出信号をデジタル信号に変換してＣＰＵ
２５に出力する。The control circuit 4 includes an A / D converter 24 as an input section, a CPU 25 for calculating a control amount for the dynamic vibration reducer 3,
It has a D / A converter 26 as an output section and an I / O interface circuit 27. The A / D converter 24 is the sensor 15a
The displacements of the building 2 and the additional mass 6 output from ~ 15d,
The analog signals of speed and acceleration are converted into digital signals and output to the CPU 25. Further, detection signals from the anemometer 16 and the seismograph 22 are also input to the A / D converter 24, and these detection signals are converted into digital signals to be processed by the CPU.
Output to 25.
【００２４】ＣＰＵ２５は後述するようにＡ／Ｄ変換器
２４及びＩ／Ｏインタフェース回路２７からの各信号に
基づいて動吸振器３の制御量を演算し、Ｄ／Ａ変換器２
６へ出力する。Ｄ／Ａ変換器２６は、ＣＰＵ２５で演算
された制御量を速度指令電圧に変換する。又、Ｄ／Ａ変
換器２６から出力された速度指令電圧は、サーボドライ
バ２９に入力され、サーボドライバ２９は速度指令電圧
に応じた駆動信号としての供給電圧を動吸振器３のモー
タ８に出力する。The CPU 25 calculates the control amount of the dynamic vibration reducer 3 based on each signal from the A / D converter 24 and the I / O interface circuit 27 as described later, and the D / A converter 2
Output to 6. The D / A converter 26 converts the control amount calculated by the CPU 25 into a speed command voltage. The speed command voltage output from the D / A converter 26 is input to the servo driver 29, and the servo driver 29 outputs a supply voltage as a drive signal corresponding to the speed command voltage to the motor 8 of the dynamic vibration reducer 3. To do.
【００２５】３０はメモリ（記憶手段）で、後述する制
振制御の各プログラム及び１０段階のフィードバックゲ
インＦ0 〜Ｆ9 及び制振制御に必要な各演算の初期値及
び地震フラグ、異常フラグ等を記憶する。Reference numeral 30 denotes a memory (storage means), which is used for each program for damping control, which will be described later, and 10-step feedback gains F 0 to F 9 and initial values for each calculation required for damping control, an earthquake flag, and an abnormality flag. Memorize
【００２６】例えばメモリ３０には、図４に示す如くＣ
ＰＵ２５が実行する制振モード設定プログラム３０Ａ、
ゲイン異常判定プログラム３０Ｂ、ゲイン切換プログラ
ム３０Ｃが記憶されている。ここで、各制御プログラム
の概要について説明する。For example, in the memory 30, as shown in FIG.
Vibration suppression mode setting program 30A executed by PU25,
A gain abnormality determination program 30B and a gain switching program 30C are stored. Here, an outline of each control program will be described.
【００２７】まず、制振モード設定プログラム３０Ａ
は、通常は風圧制振モードの制振制御を行い、地震発生
によりＰ波が検出されると、Ｓ波が伝播する前に地震制
振モードに切換えて最適制御を行う。そして、地震が終
了しても所定時間地震制振モードを継続してから風圧制
振モードに戻すことにより断続的な地震にも対応できる
よう制御を行う。First, the vibration suppression mode setting program 30A
Usually performs the vibration suppression control in the wind pressure suppression mode, and when the P wave is detected due to the occurrence of the earthquake, the seismic suppression mode is switched to the optimum control before the S wave propagates. Then, even if the earthquake ends, the seismic vibration suppression mode is continued for a predetermined time and then returned to the wind pressure vibration suppression mode, so that control is performed so as to cope with intermittent earthquakes.
【００２８】又、ゲイン切換判定プログラム（判断手
段）３０Ｂは、動吸振器３のゲインが適切であるか否か
を自己診断してゲインの切り換えが必要かどうかを判断
する機能を有し、例えばビル２の最上階の振動（変位，
速度又は加速度）の大きさに対するゲインの値を判定す
る。The gain switching determination program (determination means) 30B has a function of self-diagnosing whether or not the gain of the dynamic vibration reducer 3 is appropriate and determining whether or not it is necessary to switch the gain. Vibration of the top floor of building 2 (displacement,
The value of the gain for the magnitude of velocity or acceleration) is determined.
【００２９】又、ゲイン切換プログラム（フィードバッ
クゲイン切換手段）３０Ｃでは、ビル２の振動又は風
圧、地震の大きさに応じて制振制御のゲインを切換え
る。尚、本実施例では後述するＬＱ（Linear Quadrati
c) 制御により動吸振器３を制振動作させており、ゲイ
ンは予めモデルを用いたシミュレーションで入力に応じ
たゲインを求めておく。Further, the gain switching program (feedback gain switching means) 30C switches the gain of the vibration suppression control according to the vibration or wind pressure of the building 2 and the magnitude of the earthquake. In this embodiment, an LQ (Linear Quadrati
c) The dynamic vibration reducer 3 is controlled by the control, and the gain is obtained in advance by simulation using a model.
【００３０】３１は電源で、制御回路４及びサーボドラ
イバ２９に接続されており、電源３１とサーボドライバ
２９との間には緊急停止用のスイッチ３２が配設されて
いる。このスイッチ３２は、例えば過大な地震が発生し
たときＩ／Ｏインタフェース回路２７からの停止信号に
より励磁されて開成する。A power source 31 is connected to the control circuit 4 and the servo driver 29, and an emergency stop switch 32 is provided between the power source 31 and the servo driver 29. The switch 32 is excited and opened by a stop signal from the I / O interface circuit 27 when an excessive earthquake occurs, for example.
【００３１】３３はハイパスフィルタで、センサ１５ａ
からの検出信号がサーボアンプ１９ａを介して入力され
ると一次固有振動数以上の周波数のみをＩ／Ｏインタフ
ェース回路２７に出力する。ＣＰＵ２５はハイパスフィ
ルタ３３からの信号が過大な場合、Ｉ／Ｏインタフェー
ス回路２７からスイッチ３２に停止信号を出力させる。
これによりスイッチ３２が開成して動吸振器３への電源
供給が停止し、動吸振器３は停止モードとなる。そのた
め、過大な振動を制振するために付加質量６が急激に駆
動されてストッパ（基台５の凹部５ａの側壁）に衝突す
ることが防止される。Reference numeral 33 is a high-pass filter, which is a sensor 15a.
When the detection signal from is input through the servo amplifier 19a, only the frequency equal to or higher than the primary natural frequency is output to the I / O interface circuit 27. When the signal from the high pass filter 33 is excessive, the CPU 25 causes the I / O interface circuit 27 to output a stop signal to the switch 32.
As a result, the switch 32 is opened, the power supply to the dynamic vibration reducer 3 is stopped, and the dynamic vibration reducer 3 enters the stop mode. Therefore, it is possible to prevent the additional mass 6 from being suddenly driven to collide with the stopper (side wall of the recess 5a of the base 5) in order to suppress excessive vibration.
【００３２】３４は表示器で、動吸振器３の制御系ある
いは各センサ１５ａ〜１５ｄ，１８、風速計１６、地震
計２２等に異常があると、その異常内容等を表示して監
視員に知らせる。Reference numeral 34 denotes an indicator, and when there is an abnormality in the control system of the dynamic vibration absorber 3 or each of the sensors 15a to 15d, 18, the anemometer 16, the seismograph 22, etc., the details of the abnormality are displayed and displayed to the observer. Inform.
【００３３】３５は警報器で、異常発生時（アラーム）
を発する。Reference numeral 35 is an alarm device, and when an abnormality occurs (alarm)
Emit.
【００３４】次に、上記制振装置１が制振動作する際に
制御回路４のＣＰＵ２５が実行する処理について、図５
乃至図８を参照して説明する。Next, the processing executed by the CPU 25 of the control circuit 4 when the vibration damping device 1 performs the vibration damping operation will be described with reference to FIG.
It will be described with reference to FIGS.
【００３５】ビル２が横方向に振動する主な原因として
は、風圧の増大、地震による横揺れがある。風圧に
よるビル２の振動は振幅が同じでも低い周波数でゆっく
り振動する。これに対し、地震によるビル２の振動は急
激且つ複雑であるが風圧の場合に比べて高い周波数で激
しく揺れることが多い。The main causes for the building 2 to vibrate in the lateral direction are an increase in wind pressure and rolling due to an earthquake. The vibration of the building 2 due to wind pressure vibrates slowly at a low frequency even if the amplitude is the same. On the other hand, the vibration of the building 2 due to the earthquake is abrupt and complicated, but often violently shakes at a higher frequency than in the case of wind pressure.
【００３６】そのため、ＣＰＵ２５は例えば５msec毎に
図５乃至図８の処理を繰り返し実行している。又、ＣＰ
Ｕ２５は、通常は図５，図６に示す風圧による振動に適
した風圧制振モードの処理を実行し、地震発生時は図
７，図８に示す地震による振動に適した地震制振モード
の処理を実行する。Therefore, the CPU 25 repeatedly executes the processing of FIGS. 5 to 8 every 5 msec, for example. Also, CP
U25 normally executes the processing of the wind pressure damping mode shown in FIGS. 5 and 6 which is suitable for the vibration due to the wind pressure, and when the earthquake occurs, the earthquake damping mode which is suitable for the vibration due to the earthquake shown in FIGS. Execute the process.
【００３７】先ず、風圧による振動に適した風圧制振モ
ードの処理に関連して、図５を参照してビル２の応答に
よるフィードバックゲインの切り換え方法について説明
する。First, with reference to FIG. 5, a method of switching the feedback gain according to the response of the building 2 will be described with reference to the processing of the wind pressure damping mode suitable for the vibration due to the wind pressure.
【００３８】同図中、ＣＰＵ２５はステップＳ１（以下
「ステップ」を省略する）で、ビル２の振動状態の応答
としてビル２の最上階に設けられたセンサ１５ｄより最
上階の変位を読み込む。次のＳ２では、前述したＬＱ制
御理論により求めたゲインＦ 0 〜Ｆ9 の中から最上階の
変位に応じた適正ゲイン（状態フィードバックゲイン）
を求める。In the figure, the CPU 25 executes step S1 (hereinafter
Response of vibration state of building 2 with "step" omitted)
From the sensor 15d installed on the top floor of Building 2
Read the displacement of the upper floor. In the next S2, the LQ system
Gain F obtained by theory 0~ F9From the top floor
Proper gain according to displacement (state feedback gain)
Ask for.
【００３９】ここで、状態フィードバックゲインを求め
る際の具体的な演算方法について説明する。Here, a specific calculation method for obtaining the state feedback gain will be described.
【００４０】上記制振装置１が設けられた系の状態ベク
トルｘを、ｘ ＝〔ｘa , ｘa ’，ｘa ”，ｘs1，…ｘsn，ｘs1’，
…ｘsn’〕T （但し、本実施例では、「’」は１階微分、「”」は２
階微分、「 」はベクトルを表すものとする）とする
と、制振装置１が設けられた系を状態方程式で表すと、ｘ ’＝Ａ・ｘ＋Ｂ・ｕ … （１） となる。The state vector x of the system provided with the vibration damping device 1 is represented by x = [x a, x a ', x a ", x s1 , ... X sn , x s1 ',
... x sn '] T (However, in this embodiment, "'" is the first derivative and """is 2
Differential, `` Is expressed as a vector), the system provided with the vibration damping device 1 is expressed by a state equation as follows: x ′ = A × x + B · u (1)
【００４１】尚、上記ｘ’は状態ベクトルの１階微分、
ｘa , ｘa ’，ｘa ”は夫々動吸振器３の変位，速度，
加速度、ｘs1，…ｘsnはビル２の各階の変位、ｘs1’，
…ｘ sn’はビル２の各階の速度、Ａは系の状態を表す定
数行列、Ｂはアクチュエータからの入力の状態を表す定
数ベクトル、ｕは入力である。The abovex’Is the first derivative of the state vector,
xa,xa’, Xa"Is the displacement and speed of the dynamic vibration absorber 3,
Acceleration, xs1, ... xsnIs the displacement of each floor of Building 2, xs1’,
... x sn'Is the speed of each floor of Building 2,AIs a constant that represents the state of the system
Number matrix,BIs a constant that represents the state of input from the actuator.
A number vector,uIs an input.
【００４２】そして、次式のような状態フィードバック
が施されると、制御量ｕは次式により求まる。When the state feedback as shown in the following equation is applied, the controlled variable u is obtained by the following equation.
【００４３】ｕ ＝−Ｋ・ｘ … （２） 上記（１）（２）式より次式のような閉ループ系の状態
方程式が得られる。 U = −K · x (2) From the above equations (1) and (2), the following equation of state of the closed loop system can be obtained.
【００４４】ｘ ’＝（Ａ−Ｂ・Ｋ）・ｘ … （３） ここで、Ｋは状態フィードバックゲインベクトルであ
る。 X ′ = ( A − B · K ) · x (3) Here, K is a state feedback gain vector.
【００４５】このＫは次の手順で決定される。This K is determined by the following procedure.
【００４６】先ず、次のような２次形式評価関数Ｊを定
義する。First, the following quadratic form evaluation function J is defined.
【００４７】[0047]
【数１】 [Equation 1]
【００４８】最適レギュレータ理論は、このＪを最小に
するＫを決定するための手法である。尚、Ｑは付加質量
６の変位及びビル２の変位に対する重み、Ｒは制御力に
対する制約であり、共に重み行列と呼ばれる正定行列で
ある。よって、Ｒが小のとき付加質量６の加速度が大と
なり、Ｒが大のとき付加質量６の加速度が小となる。Optimal regulator theory is a technique for determining K that minimizes this J. Note that Q is a weight for the displacement of the additional mass 6 and the displacement of the building 2, and R is a constraint for the control force, both of which are positive definite matrices called weight matrices. Therefore, when R is small, the acceleration of the additional mass 6 is large, and when R is large, the acceleration of the additional mass 6 is small.
【００４９】この場合、次のリカッチ方程式 Ｐ・Ａ＋Ａ T ・Ｐ−Ｐ・Ｂ・Ｒ -1・Ｂ T ・Ｐ＋Ｑ＝０ … （５） の正定な解Ｐを求めれば、上記Ｋを次のように定めるこ
とにより、評価関数Ｊを最小にすることができる。[0049] In this case, the following Riccati equation P · A + A T · P - by obtaining a positive definite solutions P of P · B · R -1 · B T · P + Q = 0 ... (5), the K The evaluation function J can be minimized by defining the following.
【００５０】Ｋ ＝Ｒ -1・Ｂ T ・Ｐ … （６） 以上のようにして状態フィードバックゲインベクトルＫ
を算出する。 K = R −1 · B T · P (6) As described above, the state feedback gain vector K
To calculate.
【００５１】地表加速度又は最上階変位に応じて、重み
Ｑ，Ｒを変えて状態フィードバックゲインベクトルＫを
１０段階計算しておき、フィードバックＦ0 〜Ｆ9 とし
てメモリ３０に記憶しておく。Depending on the surface acceleration or the top floor displacement, the weight
The state feedback gain vector K is calculated in 10 steps by changing Q and R and stored in the memory 30 as feedbacks F 0 to F 9 .
【００５２】次のＳ３では、上記のようにして求めた適
正な状態フィードバックゲインベクトルを設定した場
合、動吸振器３が制振動作できるかどうかを後述する図
６の処理方法によりチェックし、ゲインの切り換えが必
要かどうかを判断する。後述するように、Ｓ３におい
て、ゲインの切り換えが必要と判断したときは、Ｓ４に
進み、図６の処理方法によりゲインの切り換えを行う。At the next step S3, when the proper state feedback gain vector obtained as described above is set, whether the dynamic vibration absorber 3 can perform the vibration damping operation is checked by the processing method of FIG. To determine if switching is required. As will be described later, when it is determined in S3 that the gain needs to be switched, the process proceeds to S4, and the gain is switched by the processing method of FIG.
【００５３】次のＳ５では、Ｓ２で算出された適正ゲイ
ン又はＳ４で切り換えられたゲインを用いて最適レギュ
レータ理論により制御量ｕを算出する。そして、動吸振
器３の起動信号及び制御量ｕを出力する（Ｓ６）。In the next S5, the control amount u is calculated by the optimum regulator theory using the proper gain calculated in S2 or the gain switched in S4. Then, the start signal of the dynamic vibration reducer 3 and the control amount u are output (S6).
【００５４】ここで、上記Ｓ３において、ゲインの切り
換えが必要かどうかを判断する処理につき説明する。The process of determining whether or not the gain switching is necessary in S3 will be described.
【００５５】図６中、ビル２の振動状態の応答としてビ
ル２の最上階に設けられたセンサ１５ｄより最上階の変
位を読み込むと、ビル２の応答に応じて動吸振器３の付
加質量６が変位する。そのため、ＣＰＵ２５は、Ｓ１１
において、動吸振器３の付加質量６の変位ｘa がソフト
ウエア上のリミット値に達しているかどうかの判断を行
う。In FIG. 6, when the displacement of the uppermost floor is read from the sensor 15d provided on the uppermost floor of the building 2 as a response to the vibration state of the building 2, the additional mass 6 of the dynamic vibration absorber 3 is read according to the response of the building 2. Is displaced. Therefore, the CPU 25 causes S11
At, it is determined whether or not the displacement x a of the additional mass 6 of the dynamic vibration absorber 3 has reached the software limit value.
【００５６】この付加質量６の変位がリミット値（付加
質量６がストッパ（基台５の凹部５ａの側壁）に衝突し
てしまうような付加質量６の変位，速度，加速度の値）
以上になった場合、Ｓ１２でこのとき設定していた適正
フィードバックゲインよりも１段階効果の小さい（付加
質量６の移動量に対する制約の強い）ゲインを、メモリ
３０に記憶されたゲインＦ0 〜Ｆ9 なかから選択し、一
旦、ダミーゲインとして指定する。The displacement of the additional mass 6 is a limit value (the values of the displacement, velocity, and acceleration of the additional mass 6 such that the additional mass 6 collides with the stopper (side wall of the recess 5a of the base 5)).
In the case of the above, gains having a smaller one-step effect (stronger restrictions on the moving amount of the additional mass 6) than the proper feedback gain set at S12 at this time are stored in the gains F 0 to F stored in the memory 30. Select from 9 and specify once as a dummy gain.
【００５７】尚、本実施例におけるリミット値は、付加
質量６がストッパに衝突してしまうような場合の値に設
定されているが、リミット値の設定はこれに限るもので
はなく、本実施例よりも低い値に設定しても良い。The limit value in this embodiment is set to a value in the case where the additional mass 6 collides with the stopper, but the setting of the limit value is not limited to this. It may be set to a lower value.
【００５８】図９は、地表加速度，ビル２の最上階の変
位に対する各ゲインによる動吸振器３の付加質量６の移
動量に対する制約，付加質量６の変位，ＬＱ制御の重み
Ｑ，Ｒの変化を示す。つまり、地表加速度，ビル２の最
上階の変位が大きいほど付加質量６に対する制約が強く
なるとともに付加質量６の変位が小さくなる。FIG. 9 shows restrictions on the movement amount of the additional mass 6 of the dynamic vibration absorber 3 due to each gain with respect to the ground acceleration and the displacement of the top floor of the building 2, the displacement of the additional mass 6, and the weight of LQ control.
The changes in Q and R are shown. That is, the greater the ground acceleration and the displacement of the uppermost floor of the building 2, the stronger the constraint on the additional mass 6 and the smaller the displacement of the additional mass 6.
【００５９】例えば上記Ｓ１２では、図９に示すよう
に、例えば当初ゲインＦ5 が設定されていた場合、ゲイ
ンＦ5 よりも１段階制御効果の小さいゲインＦ4 を選択
する。これにより、付加質量６の変位量が小さく抑えら
れ制振動作時に付加質量６がストッパに衝突することが
防止される。[0059] For example, in the above S12, as shown in FIG. 9, for example initially when the gain F 5 is set to select a smaller gain F 4 of one stage control effect than the gain F 5. As a result, the amount of displacement of the additional mass 6 is suppressed to a small amount, and the additional mass 6 is prevented from colliding with the stopper during the vibration damping operation.
【００６０】上記のように複数のゲインＦ0 〜Ｆ9 のな
かから一のゲインを選択した後、Ｓ１３に進み、カウン
タをゼロにリセットする。付加質量６の変位がソフトウ
エア上のリミット値未満（付加質量６がストッパに衝突
しない値）の場合、Ｓ１４でカウンタのカウント値を積
算して、Ｓ１５でカウント値が予め定めておいた所定時
間（例えば３秒）に達しているかを判断する。After selecting one gain from the plurality of gains F 0 to F 9 as described above, the process proceeds to S13 and the counter is reset to zero. When the displacement of the additional mass 6 is less than the limit value on the software (the value at which the additional mass 6 does not collide with the stopper), the count value of the counter is integrated in S14, and the count value is predetermined time in S15. (For example, 3 seconds) is determined.
【００６１】上記Ｓ１５において、カウント値が所定時
間以上の場合、カウンタをリセットし（Ｓ１６）、現在
設定されているゲインより１段階制御効果の大きい（付
加質量６の移動量に対する制約の弱い）ゲインをダミー
ゲインとして選択する（Ｓ１７）。このＳ１７で、例え
ば現在ゲインＦ5 が設定されている場合、ゲインＦ5よ
り１段階制御効果の大きいゲインＦ6 を選択する。つま
り、現在のゲインＦ5により付加質量６を変位させても
ストッパに衝突するおそれがないので、付加質量６の変
位量を増加させて制振効果を高める。In S15, when the count value is equal to or longer than the predetermined time, the counter is reset (S16), and the gain having the one-step control effect larger than the currently set gain (the restriction on the moving amount of the additional mass 6 is weak). Is selected as a dummy gain (S17). In this S17, for example, the current when the gain F 5 is set to select a larger gain F 6 of the gain F 5 from 1-step control effect. That is, even if the additional mass 6 is displaced by the current gain F 5 , there is no risk of collision with the stopper, so the amount of displacement of the additional mass 6 is increased to enhance the damping effect.
【００６２】また、Ｓ１５において、カウント値が所定
時間に達していない場合、ビル２の振動状態が変化して
いないものとみなして現在のゲインをそのままダミーゲ
インとして用いる（Ｓ１８）。If the count value has not reached the predetermined time in S15, it is considered that the vibration state of the building 2 has not changed, and the current gain is used as it is as a dummy gain (S18).
【００６３】次に、以上のようにして選択したダミーゲ
インが現在制振制御に用いているゲインと同じかどうか
を判断する（Ｓ１９）。Ｓ１９において、選択したダミ
ーゲインが現在制御に用いているゲインと同じ場合は現
在のゲインをそのまま使う（Ｓ２０）。ダミーゲインが
現在用いているゲインと異なる場合、ダミーゲインが予
め記憶しておいた１０個のゲインＦ0 〜Ｆ9 の中にある
かチェックする（Ｓ２１）。Next, it is judged whether or not the dummy gain selected as described above is the same as the gain currently used for the vibration suppression control (S19). If the selected dummy gain is the same as the gain currently used for control in S19, the current gain is used as it is (S20). If the dummy gain is different from the currently used gain, it is checked whether the dummy gain is among the 10 gains F 0 to F 9 stored in advance (S21).
【００６４】上記Ｓ２１において、ダミーゲインが予め
記憶しておいた１０個のゲインＦ0〜Ｆ9 の中にあると
きは、ゲインを切り換えるものと判断し（Ｓ２２）、ダ
ミーゲインを現在用いているゲインをダミーゲインに切
り換える（Ｓ２３）。しかし、ダミーゲインが予め記憶
しておいた１０個のゲインＦ0 〜Ｆ9 の中にないとき
は、ダミーゲインの制約が弱すぎるものとしてゲインを
切り換えないと判断する（Ｓ２４）。つまり、例えば付
加質量６の変位が最も大きくなるようなゲインＦ 0 によ
り制振制御する場合より、さらに付加質量６の変位が大
きくなることを防止するため、ゲインの切り換えを行わ
ない。In step S21, the dummy gain is set in advance.
10 gains F you remembered0~ F9Is inside
If it is determined that the gain should be switched (S22), the
Switch the current gain to the dummy gain.
Replace (S23). However, the dummy gain is stored in advance.
10 gains F you have set0~ F9When not in
Sets the gain as if the dummy gain constraint is too weak.
It is determined not to switch (S24). That is, for example
Gain F that maximizes the displacement of added mass 6 0By
The displacement of the additional mass 6 is larger than when the vibration suppression control is performed.
The gain is switched to prevent
Absent.
【００６５】以上のように本実施例では、ゲインの切り
換えが必要だと判断した場合、ゲインの切り換えを行う
ため、動吸振器３を最適なゲインにより制御することが
でき、しかも付加質量６がストッパに衝突しない範囲で
動作してビル２の振動を制振することができる。As described above, in the present embodiment, when it is determined that the gain needs to be switched, the gain is switched, so that the dynamic vibration reducer 3 can be controlled by the optimum gain, and the additional mass 6 is reduced. The vibration of the building 2 can be suppressed by operating within a range where it does not collide with the stopper.
【００６６】次に、地震による振動に適した地震制振モ
ードに関連して、地表加速度又は速度とビル２の応答に
応じてフィードバックゲインを切り換える場合につい
て、図７を参照して説明する。Next, a case where the feedback gain is switched according to the ground acceleration or velocity and the response of the building 2 in relation to the seismic damping mode suitable for vibration due to an earthquake will be described with reference to FIG.
【００６７】図７中、先ず、ＣＰＵ２５は、地震の初期
微動である地震発生によりＰ波を検出した地震計２２か
らの検出信号を取り込む（Ｓ３１）。そして、センサ１
５ａ，１５ｄより地表加速度及びビル２の最上階の変位
を取り込む（Ｓ３２）。In FIG. 7, first, the CPU 25 takes in a detection signal from the seismograph 22 which has detected a P wave due to the occurrence of an earthquake which is an initial tremor of the earthquake (S31). And sensor 1
The ground acceleration and the displacement of the top floor of the building 2 are fetched from 5a and 15d (S32).
【００６８】続いて、後述する図８に示されるフローチ
ャートの処理（後述する）によりゲインの切り換えが必
要かどうかを判断する（Ｓ３３）。つまり、Ｓ３１，Ｓ
３２で取り込んだデータより地表加速度による最適ゲイ
ンを用いるか、あるいはビル２の最上階の変位による最
適ゲインを用いるかを判断するとともに、現在のゲイン
を地表加速度による最適ゲイン又は最上階の変位による
最適ゲインに切り換えるかを判断する。後述するよう
に、Ｓ３３において、ゲインの切り換えが必要と判断し
たときは、Ｓ３４に進み、現在のゲインを地表加速度に
よる最適ゲイン又は最上階の変位による最適ゲインに切
り換える。Subsequently, it is determined whether or not the gain needs to be switched by the processing of the flowchart shown in FIG. 8 (described later) which will be described later (S33). That is, S31, S
Determine whether to use the optimum gain by the ground acceleration or the optimum gain by the displacement of the top floor of the building 2 from the data captured in 32, and the current gain is the optimum gain by the ground acceleration or the displacement by the top floor. Determine whether to switch to gain. As will be described later, when it is determined in S33 that the gain needs to be switched, the process proceeds to S34, and the current gain is switched to the optimum gain due to the ground acceleration or the optimum gain due to the displacement of the top floor.
【００６９】次のＳ３５では、Ｓ３２で算出された適正
ゲイン又はＳ３４で切り換えられたゲインを用いて最適
レギュレータ理論により制御量ｕを算出する。そして、
動吸振器３の起動信号及び制御量ｕを出力する（Ｓ３
６）。In the next S35, the control amount u is calculated by the optimum regulator theory using the proper gain calculated in S32 or the gain switched in S34. And
The start signal of the dynamic vibration reducer 3 and the control amount u are output (S3
6).
【００７０】ここで、上記Ｓ３３において、ゲインの切
り換えが必要かどうかを判断する処理につき説明する。Now, the process of determining whether or not the gain switching is necessary in S33 will be described.
【００７１】図８中、先ず、センサ１５ａにより検出さ
れた地表加速度に基づいて最適ゲインを求め、この最適
ゲインを地表加速度に対するダミーゲインとする（Ｓ４
１）。これと同様にビル２の最上階の変位による最適ゲ
インを求め、最上階の変位に対するダミーゲインとする
（Ｓ４２）。In FIG. 8, first, an optimum gain is obtained based on the ground acceleration detected by the sensor 15a, and this optimum gain is used as a dummy gain for the ground acceleration (S4).
1). Similarly to this, the optimum gain due to the displacement of the uppermost floor of the building 2 is obtained and used as a dummy gain for the displacement of the uppermost floor (S42).
【００７２】次のＳ４３では、地表加速度に対するダミ
ーゲインと最上階の変位に対するダミーゲインとを比較
する。このＳ４３において、地表加速度に対するダミー
ゲインの方が最上階の変位に対するダミーゲインよりも
制御効果が大（付加質量６の移動量に対する制約が小）
な場合、ダミーゲインとして最上階速度による最適ゲイ
ンを用いる（Ｓ４４）。しかし、このＳ４３において、
最上階の変位に対するダミーゲインの方が地表加速度に
対するダミーゲインよりも制御効果が大な場合、地表加
速度による最適ゲインを用いる（Ｓ４５）。In the next step S43, the dummy gain for the ground acceleration and the dummy gain for the top floor displacement are compared. In S43, the dummy gain with respect to the ground acceleration has a larger control effect than the dummy gain with respect to the displacement of the uppermost floor (the restriction on the moving amount of the additional mass 6 is small).
In that case, the optimum gain based on the top floor speed is used as the dummy gain (S44). However, in this S43,
When the control effect of the dummy gain for the displacement of the top floor is greater than that of the dummy gain for the surface acceleration, the optimum gain based on the surface acceleration is used (S45).
【００７３】次のＳ４６では、このようにして選択した
ダミーゲインを現在用いているゲインと比較する。そし
て、Ｓ４６において、ダミーゲインの方が制御効果が小
さい場合（付加質量６の移動量に対する制約が大）、ゲ
インを変更するものとし（Ｓ４７）、現在のゲインをダ
ミーゲインに切り換える（Ｓ４８）。続いて、カウンタ
をゼロにリセットする（Ｓ４９）。In the next step S46, the dummy gain thus selected is compared with the currently used gain. Then, in S46, when the dummy gain has a smaller control effect (the restriction on the moving amount of the additional mass 6 is large), the gain is changed (S47), and the current gain is switched to the dummy gain (S48). Then, the counter is reset to zero (S49).
【００７４】しかし、現在用いているゲインが同じ場
合、変更する必要がないので、現在のゲインを変更しな
いものとし（Ｓ５０）、カウンタをゼロにリセットする
（Ｓ５１）。However, if the gains currently used are the same, there is no need to change them, so the current gain is not changed (S50), and the counter is reset to zero (S51).
【００７５】又、Ｓ４６において、現在のゲインよりも
ダミーゲインの方が大きい場合（制約が小）、カウンタ
を動かし（Ｓ５２）、カウンタ値を予め定めた所定時間
（例えば３秒）とを比較する（Ｓ５３）。If the dummy gain is larger than the current gain in S46 (the constraint is small), the counter is moved (S52) and the counter value is compared with a predetermined time (for example, 3 seconds). (S53).
【００７６】Ｓ５３において、所定時間を越えた場合、
ゲインを１段階制御効果が大きい（付加質量６の移動量
に対する制約が小）ゲインを選び（Ｓ５４）、カウンタ
をゼロにリセットし（Ｓ５５）、ゲインを変更するもの
とする（Ｓ５６）。If the predetermined time is exceeded in S53,
It is assumed that a gain having a large one-step control effect on the gain (a restriction on the movement amount of the additional mass 6 is small) is selected (S54), the counter is reset to zero (S55), and the gain is changed (S56).
【００７７】又、Ｓ５３において、所定時間に達してい
ない場合、ビル２の振動が変化していないものとみなし
ゲインを変更しないものとする（Ｓ５７）。If the predetermined time is not reached in S53, it is considered that the vibration of the building 2 has not changed, and the gain is not changed (S57).
【００７８】このように、Ｓ４３において、地表加速度
に対するダミーゲインと最上階の変位に対するダミーゲ
インとを比較し、制御効果が小（付加質量６の移動量に
対する制約が大）な方をダミーゲインとして用いるとと
もに、Ｓ４６において、選択したダミーゲインを現在用
いているゲインと比較して、ゲインの切り換えが必要だ
と判断した場合、ゲインの切り換えを行うため、地震発
生時に動吸振器３を最適なゲインにより制御することが
でき、しかも付加質量６がストッパに衝突しない範囲で
動作してビル２の振動を制振することができる。In this way, in S43, the dummy gain for the ground acceleration is compared with the dummy gain for the displacement of the uppermost floor, and the one having the smaller control effect (the greater restriction on the moving amount of the additional mass 6) is set as the dummy gain. In addition to using it, in S46, the selected dummy gain is compared with the currently used gain, and when it is determined that the gain needs to be switched, the gain is switched. It is possible to control the vibration of the building 2 by operating in a range where the additional mass 6 does not collide with the stopper.
【００７９】尚、上記実施例では、ビル２の制振を行う
制振装置を一例として挙げたが、これに限らず上記動吸
振器３をビル以外の構造物（例えば橋梁、鉄塔、高架建
築物、スタジアム等）にも適用できるのは勿論である。In the above embodiment, the vibration damping device for damping the building 2 is given as an example. However, the invention is not limited to this, and the dynamic vibration absorber 3 is not limited to the structure (for example, a bridge, a tower, an elevated building). Of course, it can also be applied to objects, stadiums, etc.).
【００８０】[0080]
【発明の効果】上述の如く、本発明の請求項１によれ
ば、構造物の振動に応じてフィードバックゲインの変更
が必要と判断したとき、記憶手段に記憶された複数のフ
ィードバックゲインのなかから別のフィードバックゲイ
ンを読み取り、このフィードバックゲインを設定するこ
とにより、外乱（風圧、地震）の大きさに応じて最適な
フィードバックゲインか、あるいはそれ以外の制御可能
な大きさのゲインに変更して付加質量をストッパに衝突
させずに制振動作を行うことができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, when it is determined that the feedback gain needs to be changed according to the vibration of the structure, the feedback gain is stored among the plurality of feedback gains stored in the storage means. By reading another feedback gain and setting this feedback gain, the feedback gain is changed to the optimum feedback gain according to the magnitude of the disturbance (wind pressure, earthquake) or other controllable gain and added. The vibration damping operation can be performed without causing the mass to collide with the stopper.
【００８１】又、請求項２によれば、地表の振動または
構造物の振動に応じたフィードバックゲインのうちより
最適値に近いフィードバックゲインを設定することによ
り、構造物の振動を有効に制振することができ、且つ付
加質量をストッパに衝突させずに制振動作を行うことが
できる。According to the present invention, the vibration of the structure is effectively suppressed by setting the feedback gain closer to the optimum value among the feedback gains according to the vibration of the ground surface or the vibration of the structure. Moreover, the damping operation can be performed without causing the additional mass to collide with the stopper.
【００８２】又、請求項３によれば、地表の振動または
速度に応じた最適ゲインと、構造物の最上階の振動に応
じた最適ゲインのうち付加質量の変位が小さくなる方の
ゲインを設定することにより、付加質量をストッパに衝
突させずに制振動作を行うことができる等の特長を有す
る。According to the third aspect, the optimum gain according to the vibration or speed of the ground surface and the optimum gain according to the vibration of the uppermost floor of the structure, whichever has a smaller displacement of the additional mass, are set. By doing so, it is possible to perform a damping operation without causing the additional mass to collide with the stopper.
【図１】本発明になる制振装置の概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vibration damping device according to the present invention.
【図２】動吸振器の正面図である。FIG. 2 is a front view of a dynamic vibration reducer.
【図３】動吸振器の縦断面図である。FIG. 3 is a vertical sectional view of a dynamic vibration reducer.
【図４】メモリに記憶された項目を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing items stored in a memory.
【図５】風圧による振動に対し、制振装置のＣＰＵが実
行する処理を説明するためのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining a process executed by a CPU of the vibration damping device for vibration caused by wind pressure.
【図６】図５のゲイン切り換え時に実行される処理を説
明するためのフローチャートである。FIG. 6 is a flow chart for explaining a process executed at the time of gain switching in FIG.
【図７】地震による振動に対し、実行される地震制振モ
ードの処理を説明するためのフローチャートである。FIG. 7 is a flowchart for explaining the processing of the seismic vibration suppression mode that is executed for the vibration caused by the earthquake.
【図８】図７のゲイン切り換え時に実行される処理を説
明するためのフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for explaining a process executed at the time of gain switching in FIG.
【図９】各ゲインの大きさに応じた動吸振器の制約、付
加質量の変位の変化を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing restrictions of the dynamic vibration reducer and changes in displacement of the added mass according to the magnitude of each gain.
１ 制振装置 ２ ビル ３ 動吸振器 ４ 制御回路 ６ 付加質量 ８ ＡＣサーボモータ １５ａ〜１５ｄ，１８ センサ ２２ 地震計 ２５ ＣＰＵ ３０ メモリ 1 Vibration Control Device 2 Building 3 Dynamic Vibration Absorber 4 Control Circuit 6 Additional Mass 8 AC Servo Motor 15a-15d, 18 Sensor 22 Seismometer 25 CPU 30 Memory
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 蔭山 満 東京都清瀬市下清戸４丁目640番地 株式 会社大林組技術研究所内 (72)発明者 願海 龍也 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 (72)発明者 松岡 佳子 神奈川県川崎市川崎区富士見１丁目６番３ 号 トキコ株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Mitsuru Kageyama 4-640 Shimoseido, Kiyose-shi, Tokyo Inside Obayashi Institute of Technology Co., Ltd. (72) Inventor Tatsuya Gankai 1-6-3 Fujimi, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa In Tokiko Co., Ltd. (72) Inventor Yoshiko Matsuoka 1-6-3 Fujimi, Kawasaki-ku, Kawasaki City, Kanagawa Tokiko Co., Ltd.
Claims (3)
の振動を検出するセンサからの検出信号及び設定された
フィードバックゲインに基づいて駆動信号を生成し、該
駆動信号によりアクチュエータを駆動して付加質量を移
動させ、該構造物の振動を制振する制振装置において、 複数のフィードバックゲインを記憶する記憶手段と、 前記センサの出力に基づいて、該フィードバックゲイン
を変更するか否かを判断する判断手段と、 該判断手段によりフィードバックゲインの変更が必要と
判断されたとき、前記記憶手段よりフィードバックゲイ
ンを読み込み、該フィードバックゲインを切り換え設定
するフィードバックゲイン切換手段と、 を備えてなることを特徴とする制振装置。1. A drive signal is generated based on a detection signal from a sensor that detects a vibration of a structure and a sensor that detects a vibration of the ground surface and a set feedback gain, and an actuator is driven by the drive signal to be added. In a vibration damping device for damping the vibration of the structure by moving a mass, a storage unit that stores a plurality of feedback gains, and it is determined whether to change the feedback gains based on the output of the sensor. And a feedback gain switching unit that reads the feedback gain from the storage unit and switches and sets the feedback gain when the determination unit determines that the feedback gain needs to be changed. Vibration control device.
地表の振動または構造物の振動に応じたフィードバック
ゲインに切り換えることを特徴とする請求項１の制振装
置。2. The feedback gain switching means,
2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the feedback gain is switched to a feedback gain according to the vibration of the ground surface or the vibration of the structure.
地表の振動に応じた最適ゲインと、前記構造物の最上階
の振動に応じた最適ゲインのうち前記付加質量の変位が
小さくなる方のゲインに切り換えることを特徴とする請
求項１の制振装置。3. The feedback gain switching means,
2. The vibration damping device according to claim 1, wherein the optimum gain according to the vibration of the ground surface and the optimum gain according to the vibration of the uppermost floor of the structure are switched to one having a smaller displacement of the additional mass. .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23394893A JPH0791107A (en) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | Vibration-damping apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23394893A JPH0791107A (en) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | Vibration-damping apparatus |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0791107A true JPH0791107A (en) | 1995-04-04 |
Family
ID=16963133
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23394893A Pending JPH0791107A (en) | 1993-09-20 | 1993-09-20 | Vibration-damping apparatus |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0791107A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008107309A (en) * | 2006-09-29 | 2008-05-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Impulse/vibration detector |
| US8883112B2 (en) | 2009-05-06 | 2014-11-11 | Incubation Alliance, Inc. | Carbon material and method for producing same |
-
1993
- 1993-09-20 JP JP23394893A patent/JPH0791107A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008107309A (en) * | 2006-09-29 | 2008-05-08 | Furukawa Electric Co Ltd:The | Impulse/vibration detector |
| US8883112B2 (en) | 2009-05-06 | 2014-11-11 | Incubation Alliance, Inc. | Carbon material and method for producing same |
| US9379385B2 (en) | 2009-05-06 | 2016-06-28 | Incubation Alliance, Inc. | Carbon material and method for producing same |
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